Kimyasal ve biyomimetik yöntemle sentezlenmiş hidroksiapatit tozlarının karakterizasyonu ve sinterlenebilirlik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

İnsan yapımı malzemelerin tedavi amaçlı kullanılmasına ilişkin olan talep biyomalzeme alanındaki çalışmaları tetiklemektedir. İnsan vücudundaki kemiklerin %60'ı hidroksiapatite kimyasal bileşim olarak benzer olan kalsiyum fosfatlardan oluşmaktadır. Kalsiyum fosfatlar hidroksiapatit (HA), trikalsiyum fosfat (TCP) ve bruşit gibi çok değişik formlarda bulunmaktadır. Hidroksiapatit kemik ve dişin inorganik fazını meydana getiren biyoseramik malzeme olup, yüksek biyouyumluluğu nedeniyle yapay kemiklerde, kırık veya hasar görmüş kemiklerin onarımında, metalik biyomedikal malzemelerin kaplanmasında ve diş hekimliğinde yaygın kullanım alanına sahiptir. Bu tez çalışmasında, Doç. Dr. A. Binnaz HAZAR YORUÇ tarafından sentetik vücut sıvıları (SVS) içerisinde kalsiyum nitrat tehtrahidrat ve diamonyum hidrojen fosfat başlangıç malzemeleri kullanılarak sentezlenmiş olan biyomimetik HA (BHA) ve 1,67 Ca/P oranına sahip kimyasal yolla sentezlenmiş HA (KHA) kullanılmıştır. Ayrıca sentezlenmiş tozlarla karşılaştırma yapma amacıyla ticari HA (THA) da kullanılmıştır. Hidroksiapatit tozlarının kimyasal yapıları Fourier Transform Infrared (FT-IR) ve X-ışını difraktometresi (XRD) cihazlarıyla araştırılmış olup sentezlenmiş BHA içerisinde herhangi bir ikincil faza rastlanmamış olup yapı saf HA halde olduğu anlaşılmıştır. THA ve KHA numunelerinde ise HA fazının yanı sıra yapıda ikincil faz olarak monetit görülmüştür. Sentezlenen tozların parçacık boyutu, yüzey alanı ve morfolojileri sırasıyla Zeta-Sizer, Brunauer-Emmett-Teller (BET) ve tarama elektron mikroskobu (SEM) analizleri ile belirlenmiştir. Malzemelerin ısıl davranışları ve sıcaklığa bağlı kütle kayıpları eş zamanlı ısıl analiz cihazı (TG/DTA) ile incelenmiştir. Üç farklı HA tozunun karakterizasyon analizlerinin ardından sinterleme davranışlarını belirlemek için spark plazma sinterleme (SPS) yöntemiyle tozlar sinterlenmiştir. Sinterleme sonrası numunelerin karakterizasyon analizlerinin yanı sıra sertlik ve yoğunluk analizleri de gerçekleştirilmiştir.